Evozierte Potentiale (EP) sind ein wichtiges Instrument in der neurologischen Diagnostik. Sie ermöglichen die objektive Beurteilung der Funktion verschiedener Nervenbahnen und Hirnareale. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Arten von evozierten Potentialen, ihre Anwendung und Interpretation in der neurologischen Praxis.
Einführung in evozierte Potentiale
Evozierte Potentiale (EP), abgeleitet vom lateinischen "evocare" (hervorrufen), sind elektrische Potentiale der Hirnaktivität, die als Reaktion auf einen spezifischen Reiz entstehen. Diese Reize können unterschiedlicher Natur sein und sensorische, visuelle oder akustische Stimuli umfassen. Die hervorgerufene Aktivität wird mittels Elektroenzephalografie (EEG) gemessen und analysiert. Die Methode der evozierten Potentiale dient der Testung der Leitfähigkeit und Funktionsfähigkeit von Nervenbahnen.
Arten evozierter Potentiale
Je nachdem, welcher Sinnesreiz verwendet wird, unterscheidet man verschiedene Arten von evozierten Potentialen:
- Sensibel evozierte Potentiale (SEP): Untersuchen die Funktion des sensiblen Systems, also die Nervenbahnen, die für die Gefühlsempfindung zuständig sind.
- Visuell evozierte Potentiale (VEP): Untersuchen die Funktion der Sehbahn vom Auge bis zur Sehrinde im Gehirn.
- Akustisch evozierte Potentiale (AEP): Untersuchen die Funktion des Hörnervs und der Hörbahn im Hirnstamm.
- Motorisch evozierte Potentiale (MEP): Untersuchen die Funktion des motorischen Systems, das für die Ausführung von Willkürbewegungen zuständig ist.
Sensibel Evozierte Potentiale (SEP) im Detail
SEP prüfen die Funktion des sensiblen Systems, welches die für die Sensibilität (Gefühl, z.B. Berührungsempfinden, Druckempfinden u.ä.) zuständigen Nerven in den Beinen, Armen oder im Gesicht, die sensible Nervenwurzel im Wirbelsäulenbereich, die Nervenfasern im Rückenmark, die Weiterleitung im Gehirn bis zur Hirnrinde, die speziell die Sensibilität verarbeitet, umfasst.
Durchführung der SEP-Untersuchung
Die SEP-Untersuchung wird im Allgemeinen wegen der guten Reproduzierbarkeit durch elektrische Reize eines peripheren Nervs ausgelöst. Die Gefühlsnerven werden durch sehr kurze und schwache elektrische Reize aktiviert. Die Reize sind gerade so stark, daß Sie sie fühlen und daß eine geringe Zuckung in den zugehörigen Muskeln auftritt. Die Reize werden hinter dem rechten und linken Knöchel sowie am rechten und linken Handgelenk gegeben, um die Bahnen für beide Beine und Arme untersuchen zu können.
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Durch einen Stimulus von 0,2 ms Impulsbreite und einer Intensität knapp oberhalb der motorischen Schwelle eines gemischten Nervs oder der 3- bis 5-fachen Schwellenreizstärke eines sensiblen Nervs wird eine relativ synchrone Impulswelle in peripheren IA-Fasern (weniger auch IB- und II-Fasern) erzeugt, deren Weg entlang peripherer und zentraler afferenter Bahnen an verschiedenen Punkten bis nach kortikal verfolgt werden kann.
Zur Stimulation eignen sich gemischte Nerven, wie der N. medianus und N. ulnaris am Handgelenk, aber auch jeder andere beliebige sensible Nerv, wie z. B. der Hautast des N. musculocutaneus. Entsprechend können für die untere Extremität der N. tibialis am Malleolus medialis und der N. peronaeus communis in Höhe der Kniekehle als gemischte Nerven und als sensible Nerven der N. saphenus, z. B. in Höhe des Kniegelenkes, oder der N. cutaneus femoris lateralis am Leistenband stimuliert werden. Bei radikulären Läsionen bevorzugen einige Autoren auch die dermatomorientierte elektrische Stimulation von Hautarealen.
Vor Beginn der Untersuchung werden Metallplättchen (oder ganz dünne sterilisierte Akupunkturnadeln) rechts und links am Kopf und an der Stirn angeklebt oder bei bestimmten Fragestellungen auch am Nacken und der Schulter. Eine Erdelektrode wird an der stimulierten Extremität zwischen Reizelektrode und erster Ableiteelektrode angebracht. Bei der geringen Potenzialamplitude im Mikrovoltbereich müssen 250-1000 (2000) Einzelreize bei einer Frequenz von 3-5 Hz gemittelt werden. Es ist besonders wichtig, dass der Patient entspannt ist und sich nicht bewegt. Störquellen wie Hörgeräte oder Handy müssen ausgeschaltet sein. Die Untersuchung ist ungefährlich und nicht schmerzhaft. Gelegentlich werden die elektrischen Impulse als unangenehm erlebt. Die gesamte Untersuchung dauert ca.
Die Nervenstimulation erfolgt am Innenknöchel über dem N. tibialis. Dabei muss eine deutliche Zuckung der Fußmuskeln zu erkennen sein. Die Nervenstimulation erfolgt am N. medianus oder N. ulnaris knapp proximal des Handgelenks, dabei muss eine deutliche Zuckung der Handmuskeln zu erkennen sein. Die Stimulation des N. trigeminus erfolgt von Ober- und Unterlippe. Es werden zwei Elektroden gesetzt. Eine wird an der Stirn befestigt und die andere jeweils rechts/links ca.
Ableitung und Analyse der SEP
Die afferente Impulswelle in den schnell leitenden, stark myelinisierten Nervenfasern wird an der oberen Extremität noch im Bereich des peripheren Nervs meist über dem Erb-Punkt, dann über HWK6 und/oder HWK2 und schließlich kortikal über C3′ (=2 cm hinter C3) bzw. C4′ (=2 cm hinter C4), d. h. über der kontralateralen Skalpregion des Gyrus postcentralis, abgeleitet. Als Referenzelektrode dient die Position Fz; gelegentlich müssen auch extrazephale Referenzen (Jugulum, Handrücken) zur genauen Zuordnung der Potenzialkomponenten gewählt werden.
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Die Leitung der Impulswelle erfolgt über die Hinterstränge, die Nuclei gracilis et cuneatus, den Lemniscus medialis, in welchem die Kreuzung zur Gegenseite bis in Höhe des oberen Pons abgeschlossen ist, den Nucleus ventralis posterolateralis des Thalamus und seine Projektionen zum primären sensiblen Kortex des Gyrus postcentralis.
Die einzelnen Spitzen der Potenziale werden gemäß ihrer Polarität und der Reihenfolge des Auftretens (z. B. N1, P1, N2 etc.) oder der zugehörigen ungefähren Latenz (z. B. N20, P25) bezeichnet.
Interpretation der SEP-Ergebnisse
Das vollständige Erlöschen eines kortikalen Potenzials ist sicher pathologisch und zeigt eine afferente Reizleitungsstörung für die Strecke nach dem letzten noch erhältlichen Potenzial an. Bei einer zweikanaligen Ableitung z. B. von HWK2 und C3′ bzw. C4′ kann bei normalem Potenzial von HWK2 (N13b) eine Läsion oberhalb der unteren Medulla oblongata angenommen werden. Liegt das Hirntodsyndrom vor, so fehlen zumindest das kortikale Potenzial und die N13b-Komponente des HWK2-Potenzials.
Ein wichtiges Kriterium für ein pathologisches Potenzial ist die Latenz. Sie besteht, wenn ihre Latenz außerhalb der 2,5-fachen Standardabweichung liegt. Dies bezieht sich auf die absolute Latenz, die Rechts-links-Differenz und auf Interpeaklatenzen. Man orientiert sich im kortikalen Primärkomplex N1/P1 an der am besten reproduzierbaren frühen Potenzialkomponente N1 (= N20) für die Stimulation eines Armnervs und P1 (= P40) für die Stimulation von Beinnerven. Ein weniger hartes Kriterium für ein pathologisches Potenzial ist die Amplitude. Hier gilt erst eine Amplitudenreduktion auf weniger als 50 % im Seitenvergleich als pathologisch. Außerdem kann ein N20/N13-Amplitudenquotient von <0,65 für eine Hirnschädigung hinweisend sein (Stöhr et al.
Sowohl bei Läsionen des peripheren als auch des zentralen Nervensystems ist pathophysiologisch zwischen demyelinisierenden und axonalen Störungen zu unterscheiden. Für die SEP gilt jedoch nicht, dass eine zugrunde liegende demyelinisierende Erkrankung der afferenten Fasersysteme immer mit einer Latenzverzögerung und eine axonale Pathologie mit einer Amplitudenreduktion einhergeht.
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Grenzen der SEP-Technik
Immer sind jedoch die Grenzen der Technik zu beachten: Die gemessenen Latenzen beziehen sich im Wesentlichen auf die am schnellsten leitenden Fasern; sind jedoch mehr die langsameren peripheren oder zentralen Faserpopulationen betroffen, so resultieren eher Veränderungen der Amplituden, die an sich schon eine relativ große Variabilität aufweisen. Zusätzlich können die Amplituden durch den sog. Verstärkereffekt der aufeinanderfolgenden Neuronenverbände trotz einer bestehenden Schädigung noch lange unbeeinträchtigt bleiben.
Visuell Evozierte Potentiale (VEP) im Detail
Visuell evozierte Potentiale (VEP) werden in Abhängigkeit eines einfachen, wiederholt dargebotenen Reizes über dem okzipitalen Kortex aus der Hintergrund-EEG-Aktivität herausgemittelt. Beim Anblick eines Bildes werden zunächst die Sehzellen auf der Netzhaut aktiviert. Die Zeitdauer vom Auftreten des Sehreizes bis zum Auftreten der Hirnstromaktivität über der Sehrinde lässt sich bis auf die Tausendstel Sekunde genau vermessen. Die klinisch relevanten Potenzialkomponenten entstehen im primären Kortex (Area 17), es gehen jedoch in diese Potenzialantworten auch neurale Aktivitäten der Area 18, d. h. aus den nachgeschalteten Assoziationsfeldern, ein. Im Gegensatz zu den SEP, bei denen die frühen Potenzialkomponenten die wesentliche klinische Bedeutung besitzen, wird bei den VEP die mittlere Potenzialantwort (P2 oder P100) zur klinischen Diagnostik herangezogen, da diese die größte und stabilste Ausprägung hinsichtlich Latenz und Amplitude aufweist und, obwohl sie eher Ausdruck der kortikalen Verarbeitung darstellt, auch auf Läsionen in den vorderen Abschnitten des visuellen Systems (z. B. N.
Durchführung der VEP-Untersuchung
Für diese Untersuchung setzt sich der Patient vor einen Monitor mit einem wechselnden Schachbrettmuster, dabei sollte er konzentriert auf einen markierten Punkt in der Mitte gucken. Die Untersuchung ist ungefährlich und nicht schmerzhaft. Sie dauert mit Vorbereitungen ca. 15 Minuten.
Als optische Stimuli eignen sich besonders Schachbrettmuster mit Schwarz-Weiß-Umkehr, die bei den modernen Geräten mit TV-Monitoren präsentiert werden. Die Größe des Monitors und der Quadrate des Musters bestimmen, ob eine mehr foveale oder parafoveale oder gar Ganzfeldstimulation erfolgt. Kritisch sind auch die Kontraste der Quadrate sowie die Umgebungshelligkeit, sodass jedes Labor seine eigenen Normwerte erstellen muss. In der täglichen Routine findet meist die foveal/parafoveale Stimulation Anwendung, die für jedes Auge getrennt durchgeführt wird. Hierbei sitzt der Proband in einem Abstand von etwa 1 m vor dem Monitor und fixiert einen zentralen Fixationspunkt in der Mitte des Bildschirmes, dabei sollten mindestens 20 Grad des Gesichtsfeldes stimuliert werden. Die Musterumkehr erfolgt mit einer Frequenz von 1-2 Hz, in der Regel sind 128 Reize ausreichend. Auf eine ausreichende Visuskorrektur und unbeeinträchtigte Pupillenfunktion (Augentropfen!) sowie Kooperation ist zu achten.
Die Ableitung erfolgt nach Hautpräparation über dem okzipitalen Kortex mit der differenten Elektrode in Position Oz gegenüber der Referenzelektrode Fz (oder Fpz). Die Schaltung erfolgt derart, dass eine Positivität unter Oz zu einem Ausschlag nach unten führt, als Analysezeit werden 200 ms und im pathologischen Falle bis 500 ms empfohlen. Für eine nicht routinemäßig erfolgende Halbfeldstimulation sollten die Positionen O1 und O2 zusätzlich als differente Elektrodenpositionen verwendet werden. Jede Ableitung sollte mindestens einmal reproduziert werden.
Interpretation der VEP-Ergebnisse
Die frühen Potenzialkomponenten zeigen eine erste negative Welle bei etwa 17 ms und eine erste positive Welle bei etwa 30 ms, die in den vorderen Teilen des optischen Systems (N. opticus, Chiasma, Tractus opticus und Sehstrahlung) entstehen. Die nachfolgende mittlere Potenzialantwort (Sekundärantwort) N2/P2/N3 ist die stabilste Potenzialkomponente und findet für die klinische Routine Beachtung.
Signifikante Minderung der größten Amplitude des N2/P2/N3-Komplexes auf <50 % der Gegenseite, wobei auch hier, ähnlich der Situation bei den SEP, eine große interindividuelle Schwankungsbreite der absoluten Amplituden existiert.
Das VEP hilft, Funktionsstörungen im visuellen System bei Erkrankungen des N. opticus oder des ZNS zu dokumentieren. Insbesondere in der Diagnostik der multiplen Sklerose kann es wertvolle Zusatzhinweise auf eine abgelaufene Demyelinisierung als zweite Lokalisation der Erkrankung auch bei negativen Bildgebungsbefunden ergeben, wenn z. B. eine spinale Verlaufsform der MS vorliegt. Aber auch Erkrankungen des Auges selbst können zu VEP-Veränderungen, im Wesentlichen Amplitudenreduktionen, führen, sodass eine sichere Beurteilung oft auch das Erheben eines ophthalmologischen Befundes erfordert.
Akustisch Evozierte Potentiale (AEP) im Detail
Die akustisch evozierten Potentiale werden von der Kopfhaut nach ein- oder beidseitiger Applikation von Klicklauten abgeleitet, wobei für die klinisch neurologische Diagnostik im Wesentlichen die frühen akustisch evozierten Potenziale (AEP) mit einer Latenz bis 8 ms als Ausdruck der Funktion des Hörnervs und der nachgeschalteten Hörbahn des Hirnstamms von Bedeutung sind. Bei der Messung der akustisch evozierten Potentialen wird die Nervenbahn vom Innenohr über den Hörnerven bis zu den für das Hören zuständigen Gehirnzentren untersucht. Zusammen mit Hörnerven (N. cochlearis) verläuft auch der Gleichgewichtsnerv (N.
Durchführung der AEP-Untersuchung
Die Hörreize (Klickgeräusche) werden per Kopfhörer seitengetrennt gegeben. Diese Reize erregen das Innenohr und werden dann weitergeleitet. Über Elektroden hinter den Ohren können dann Nervenpotentiale abgeleitet und vermessen werden. Es kommen dann fünf Wellen zur Darstellung, die dem Innenohr, dem Hörnerven und einzelnen Hirnzentren zugeordnet werden können. Die Untersuchung ist ungefährlich und nicht schmerzhaft. Sie dauert insgesamt ca.
Vor Beginn der Untersuchung werden Metallplättchen über den Knochen hinter jedem Ohr aufgeklebt und auf die Mitte des Kopfes. Bei der Untersuchung liegen Sie auf einer Untersuchungsliege und sollten möglichst entspannt sein. Da immer Seite allein untersucht werden soll, wird die Hörfähigkeit des anderen gerade nicht untersuchten Ohres durch ein andauerndes Rauschen blockiert.
Im Gegensatz zu den sonstigen Konventionen erfolgt in den meisten Labors die Darstellung derart, dass die zur Auswertung gelangenden positiven Peaks nach oben abgebildet werden.
Interpretation der AEP-Ergebnisse
Die Wellen I-V sind bei Normalpersonen meist darstellbar und gelangen in der klinischen Diagnostik zur Auswertung. Die Wellen VI und VII sind inkonstant und werden daher nicht berücksichtigt. Es können auch die Welle IV, und weniger häufig die Wellen II und I nicht gut abgrenzbar sein, hierbei geht die Welle IV in einen IV/V-Verschmelzungkomplex ein. Zu beachten ist, dass die Latenzen der einzelnen Peaks mit höherer Stimulusstärke und -frequenz und bei Applikation von Sogreizen (im Vergleich zu Druckreizen) abnehmen. Auch können die Interpeaklatenzen von diesen Veränderungen, wenn auch in geringerer Ausprägung, betroffen sein. Eine wesentliche Altersabhängigkeit besteht nur für die Welle I, und es sind insbesondere die Interpeaklatenzen altersabhängig.
Motorisch Evozierte Potentiale (MEP) im Detail
Motorisch evozierte Potentiale dienen in der Diagnostik überwiegend zur Bestimmung des Funktionszustands des motorischen Systems, welches für die Ausführung von Willkürbewegungen erforderlich ist. Diese Untersuchungsmethode wird zur Beurteilung des Funktionszustandes des motorischen Systems eingesetzt. Das motorische System ist insbesondere für die Ausführung von Willkürbewegungen wichtig und kann bei bestimmten Krankheiten eingeschränkt bzw.
Durchführung der MEP-Untersuchung
Bei dieser Methode kommt die transkranielle Magnetstimulation (TMS) zum Einsatz, weshalb die Untersuchung in der Regel nicht bei Patientinnen/Patienten mit Herzschrittmachern durchgeführt werden sollte. Bei der Magnetstimulation wird über den Kopf des Patienten eine Magnetspule gehalten. Diese Spule gibt einen magnetischen Impuls ab, der die darunter liegenden motorischen Nervenzellen kurzzeitig stimuliert. Eine Muskelzuckung wird ausgelöst und an den Armen oder Beinen über aufgeklebte Elektroden registriert. Die Zeit zwischen der Impulsabgabe über dem Kopf bzw. der Wirbelsäule und der aufgetretenen Muskelzuckung wird gemessen. Die Magnetstimulation ist nicht schmerzhaft, wird aber durch den plötzlichen Impuls mit Muskelzuckungen gelegentlich als unangenehm empfunden. Die Untersuchung wird im Sitzen durchgeführt, der Patient muß nur Socken und Schuhe ausziehen. Er wird aufgefordert, den Muskel, auf den die Elektroden aufgeklebt werden, leicht anzuspannen. Die gesamte Untersuchung dauert ca.
Bei der Untersuchung zur Wange oder Zunge gibt es eine Vorrichtung für die Oberflächenelektroden, die demzufolge auf die Zungen bzw. die Wangen platziert wird. Hierbei ist mittels der Entladung des Kondensators ein kurzes Klopfgeräusch wahrzunehmen. Infolge dieser Aktivierung des Gehirns werden Impulse über das Rückenmark und die peripheren Nerven zur Arm-, Bein-, und Gesichtsmuskulatur fortgeleitet. Anknüpfend werden die Nervenbahnen abermals nach ihrer Umschaltung zur peripheren Nervenbahn einer magnetischen Reizung unterzogen. Zuletzt findet eine elektrische Reizung des Nerven direkt vor dem Muskel statt. Dies wird deswegen durchgeführt, da die individuelle Muskelantwort hierdurch ermittelt werden kann.
Weitere neurologische Untersuchungsmethoden
Neben den evozierten Potentialen gibt es eine Reihe weiterer neurologischer Untersuchungsmethoden, die zur Diagnose von Erkrankungen des Nervensystems eingesetzt werden. Einige wichtige Methoden sind:
- Elektromyographie (EMG): Misst die elektrische Aktivität von Muskeln und dient der Feststellung von Schädigungen am zuführenden Nerven oder Erkrankungen des Muskels selbst.
- Elektroneurographie (ENG): Bestimmt die Geschwindigkeit der Nervenleitung und dient der Feststellung von Schädigungen der Nervenhülle (Myelinscheide).
- Ultraschalldiagnostik von Nerven (Nervensonographie): Kann Nervenverletzungen, Nerventumoren oder Einklemmungen von Nerven sichtbar machen.
- Elektroenzephalographie (EEG):zeichnet die hirneigene elektrische Aktivität auf und wird zur Untersuchung von Funktionsstörungen des Gehirns eingesetzt.
- Doppler-Sonographie und Duplex-Sonographie: Ultraschalluntersuchungen zur Darstellung von Verengungen oder Verschlüssen der Blutgefäße, die das Gehirn mit Blut versorgen.
- Lumbalpunktion: Entnahme von Nervenwasser aus dem Wirbelsäulenkanal zur Untersuchung auf entzündliche Erkrankungen des Nervensystems.
- Psychometrische Testverfahren: MMSE (Mini-Mental State Examination), Uhrentest oder DemTect zur Überprüfung des Verlaufs einer Demenz.
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